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[국내논문] 글루타민 결핍에 따른 Tight Junction 및 MMPs 활성 조절을 통한 전립선 암세포의 침윤 억제 현상
Glutamine Deprivation Inhibits Invasion of Human Prostate Carcinoma LnCap Cells through Inactivation of Matrix Metalloproteinases and Modulation of Tight Junctions 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.42 no.8, 2013년, pp.1167 - 1174  

신동역 (동남권원자력의학원) ,  최영현 (동의대학교 한의과대학 생화학교실, 항노화연구소 및 블루바이오소재개발센터)

초록
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암세포를 포함한 생체 내 빠른 분열을 요구하는 세포 집단에서 세포 내 구성요소 및 에너지원으로서 글루타민의 요구량이 증대되지만, 종양세포의 글루타민 의존적 대사작용에 관한 기전은 여전히 잘 알려진 바 없다. 본 연구에서는 LnCaP 전립선 암세포의 이동성 및 침윤성에 미치는 글루타민 결핍효능을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 LnCaP 세포에서 글루타민 결핍에 의하여 세포의 이동성 및 세포의 침윤성이 현저하게 억제되었으며, 이러한 이동성 및 침윤성 억제는 TIMPs의 발현 증대에 의한 MMPs의 발현 감소 및 그들의 효소적 활성 저하와 연관성이 있었다. 또한 글루타민이 결핍된 조건에서 배양된 LnCaP 세포에서 TER의 현저한 증가가 관찰되었는데, 이는 TJs의 조절인자인 claudin family 발현의 차단에 의한 것으로 생각되어진다. 본 연구의 결과에 의하면 암세포의 증식에서 글루타민의 결핍은 TJ의 결합력 증대와 MMPs의 활성을 저하시킴으로써 암세포 전이에 가장 기본적인 과정인 암세포의 이동성과 침윤성을 억제시킬 수 있을 것으로 생각된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cancer cells exhibit increased demand for glutamine-derived carbons to support anabolic processes. Indeed, the spectrum of glutamine-dependent tumors and the mechanisms through which glutamine supports cancer metabolism remain areas of active investigation. In the present study, we investigated the ...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 글루타민 결핍이 인체 전립선 암세포의 이동성과 침윤성에 미치는 영향을 조사하였으며, 침윤성 억제 효과에 대한 생화학적 기전의 해석을 TJs의 기능과 MMPs의 활성 조절 중심으로 조사하여 유의적인 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.
  • 본 연구에서는 글루타민 결핍에 의한 암세포의 이동성 및 침윤능의 억제 유발 여부를 인체 전립선 LnCaP 세포에서 조사하였다. 특히 전립선 암세포를 사용한 이유는 다른 종류의 암세포에 비하여 글루타민의 양적 차이에 따른 침윤능의 반응이 다양하며, 글루타민 결핍과 연관된 전립선 암세포증식 억제에서도 전립선 암세포의 종류에 따라 apoptosis 유발 반응이 현저하게 차이가 나기 때문이다(21-23).
  • 그럼에도 불구하고 글루타민 결핍에 따른 전립선 암세포의 증식과 침윤능에 관한 기전 연구는 거의 이루어진 바가 없기 때문에 이에 관한 체계적인 자료의 제시가 절실히 요구되어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 글루타민이 결핍된 조건에서 LnCaP 세포의 증식억제 여부를 확인하였으며, 이는 apoptosis 유발 빈도를 의미하는 세포주기 sub-G1기 빈도의 증가와 연관성이 있었다. 아울러 글루타민 결핍 조건에서 생존된 LnCaP 세포의 이동성과 침윤능이 억제되었으며, 이는 TJ의 tightening 증가 및 MMPs 활성 억제와 연관성이 있었다.
  • 암세포를 포함한 생체 내 빠른 분열을 요구하는 세포 집단에서 세포 내 구성요소 및 에너지원으로서 글루타민의 요구량이 증대되지만, 종양세포의 글루타민 의존적 대사작용에 관한 기전은 여전히 잘 알려진 바 없다. 본 연구에서는 LnCaP 전립선 암세포의 이동성 및 침윤성에 미치는 글루타민 결핍 효능을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 LnCaP 세포에서 글루타민 결핍에 의하여 세포의 이동성 및 세포의 침윤성이 현저하게 억제되었으며, 이러한 이동성 및 침윤성 억제는 TIMPs의 발현 증대에 의한 MMPs의 발현 감소 및 그들의 효소적 활성 저하와 연관성이 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MMPs는 어떤 기능을 하는 효소인가? 한편 MMPs는 활성 부위에 아연을 포함하는 구조적으로 유사한 일군의 단백분해효소로서 세포외 기질을 분해하는 기능을 나타내며 정상적인 상태에서는 상처 치유나 조직재생 과정에 관여한다. 이들은 모두 전구효소(proenzyme)의 형태로 발현된 후 일부분의 단백질이 잘려나가면서 활성화 되고 각각의 MMPs는 종류에 따라 기질특이성을 나타낸다.
암에 의한 사망의 주된 원인은? 항암치료 적용을 위한 방사선 및 약물 요법의 발달로 암환자의 수명과 삶의 질이 현저히 개선된 것은 사실이나 아직까지 암에 의한 사망률이 높은 편이며, 이러한 사망의 주된 원인은 암세포의 전이(metastasis)이다. 따라서 암세포 전이의 가장 기본적인 단계인 암세포의 이동(migration)이나 침윤(invasion)을 억제하는 기전의 규명이나 효과적인 치료 약물 개발이 많은 연구자들의 주된 표적이 되고 있다.
암세포의 침윤과 전이는 암세포에서부터 분비되는 단백질 분해효소에 의해서 빠른 시간 내에 세포외 기질이 파괴되는데, 이때 관여하는 대표적인 기질 단백질 분해효소는 무엇인가? 암세포의 침윤과 전이는 매우 복합적이고 연속적인 분자적 기전들에 의해 유발된다고 알려져 있으며, 특히 암세포에서부터 분비되는 단백질 분해효소에 의해서 빠른 시간 내에 세포외 기질(extracellular matrix)의 파괴가 이루어지는 것이 특징이다(1). 대표적인 기질 단백질 분해효소에는 serine protease, cystein protease 그리고 matrix metalloproteinases(MMPs) 등이 알려져 있으며, 이들은 암세포의 침윤과 전이뿐만 아니라 신생혈관 형성 등에서도 중용한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(2,3). 특히 암의 전이에서 암세포의 기질로의 침윤은 전이 초기에 가장 중요한 단계로 인식되어지고 있다(4).
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참고문헌 (33)

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